Задание 2. Учащийся выполнял эксперимент по измерению силы трения, действующей на два тела одинаковой массы, движущиеся по разным горизонтальным поверхностям. Он получил результаты, представленные на рисунке в виде диаграммы. Какой вывод можно сделать из анализа диаграммы?
1) коэффициент трения
2) коэффициент трения
3) сила нормального давления N2 = 2N1
4) сила нормального давления N1 = 2N2
Решение.
Сила трения выражается формулой , где — коэффициент трения; m – масса бруска. Для первого тела сила трения равна
,
а для второго
.
Так как массы брусков равны, то есть , то можно записать равенство:
или в виде
,
откуда следует, что
.
Сила нормального давления для первого и второго тел будут равны, так как равны массы брусков:
.
Таким образом, имеем ответ под номером 1.
Ответ: 1.
Задание 3. Для двух разных пружин ученик измерял силу упругости, возникающую при подвешивании к ним груза, и их удлинение. В таблице представлены значения измеренных величин.
Пружины | 1 | 2 |
Сила упругости, Н | 2 | 4 |
Удлинение, м | 0,04 | 0,04 |
По результатам эксперимента можно сделать вывод:
Решение.
Сила упругости F пружины связана с ее удлинением x согласно закону Гука , откуда . Для первой пружины имеем Н/м, а для второй Н/м. Это соответствует варианту ответа под номером 3.
Ответ: 3.
Задание 3. Шарик массой 400 г подвешен на невесомой нити к потолку лифта. Сила натяжения нити больше 4 Н в момент, когда лифт
1) движется равномерно вниз
2) покоится
3) заканчивает подъём
4) заканчивает спуск
Решение.
Сила натяжения нити будет равна силе тяжести, создаваемой шариком массой m=0,4 кг. Если лифт неподвижен, то сила тяжести шарика равна Н. Это не соответствует условию натяжения нити больше 4 Н. Сила F увеличится когда лифт будет заканчивать спуск. В этот момент лифт тормозит и к ускорению свободного падения g добавляется ускорение a при торможении лифта, то есть, сила Н.
Ответ: 4.
Задание 3. Для двух разных тел ученик измерял силу, действующую на тело, и его ускорение. В таблице представлены значения измеренных величин.
Тело | 1 | 2 |
Сила, Н | 0,6 | 0,6 |
Ускорение, м/с2 | 2 | 4 |
Из результатов экспериментов следует, что массы тел равны соответственно
1) m1 = 0,3 кг; m2 = 0,15 кг
2) m1 = 0,15 кг; m2 = 0,3 кг
3) m1 = 3 кг; m2 = 6 кг
4) m1 = 6 кг; m2 = 3 кг
Решение.
Из второго закона Ньютона следует, что масса тела m равна отношению силы F, действующей на тело, на ускорению a, созданное этой силой: . Для первого тела имеем кг, а для второго тела кг.
Ответ: 1.
Задание 3. Мяч бросили под углом к горизонту со скоростью v0 (см. рисунок). Если сопротивление воздуха пренебрежимо мало, то равнодействующая сил, действующих на мяч в точке А, сонаправлена вектору
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4
Решение.
При движении тела под углом к горизонту его горизонтальная скорость vx – постоянна, следовательно, горизонтальные силы на мяч не действуют. В точке А (наивысшей точки полета) равнодействующая вертикальных сил направлена вниз, т.к. в этот момент мяч начинает снижение. Имеем силу под номером 4.
Ответ: 4.
Задание 3. Шарик равномерно движется по окружности по часовой стрелке на горизонтальной поверхности стола (см. рисунок, вид сверху). Какой из изображённых векторов совпадает по направлению с равнодействующей сил, приложенных к телу в точке А?
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4
Решение.
Так как шарик движется равномерно по кругу (с нулевым ускорением), то касательные силы 4 или 3 на него не действуют (равны нулю). Остается только центростремительная сила 1.
Ответ: 1.